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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frontgangschaltung
für ein Fahrrad mit einer Kettenrückführeinrichtung.
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Fig. 7a bis 7e zeigen ein bekanntes Beispiel der
Frontgangschaltung. Diese Gangschaltung umfaßt ein vorderes Zahnrad
oder Kettenrad G1 mit einer Kettenrückführeinrichtung 150, so
daß eine Kette 4, die von dem Kettenrad G1 heruntergefallen
ist, durch Drehen des Keltenrads G1 und Betätigen eines
vorderen Kettenumwerfers 6 wieder auf das Kettenrad G1
rückgeführt werden kann. Insbesondere umfaßt die
Rückführeinrichtung 150, wie in Fig. 7b gezeigt, einen Kettenaufnahmebereich
151, der sich axial von dem Kettenrad G1 aus erstreckt, und
einem Kettenerfassungsbereich 152, der sich von dem
Kettenaufnahmebereich 151 von dem Kettenrad G1 aus radial nach
außen erstreckt. Wenn die Kette 4 von dem Kettenrad G1
herunterfällt, fängt die Rückstelleinrichtung 150 bei ihrer
Bewegung vom Inneren der Schleife der Kette 4 nach außen, wenn
sich das Kettenrad G1 dreht, ein oberes Trum 4b der Kette 4
an der mit einer durchgehenden Linie in Fig. 7a gezeigten
Stellung und hebt das obere Trum 4b der Kette 4 in die mit
einer gestrichelten Linie gezeigten Stellung. Wenn das obere
Trum 5b auf die Höhe des vorderen Kettenumwerfers 6 angehoben
ist, betätigt der Radfahrer den Kettenumwerfer 6, um zu
bewirken, daß die Kette 4 das Kettenrad G1 kreuzt. Dieses
Kreuzen und die Drehung des Kettenrads G1 bringen die Kette 4
wieder zurück auf das Kettenrad G1.
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Beim vorstehend angegebenen Stand der Technik kann die von
dem Kettenrad auf die Rückführeinrichtung fallende Kette
manchmal aufgrund von Vibrationen und dergleichen von der
Rückführeinrichtung herunterfallen. Die Kette neigt eher
dazu, von der Rückführeinrichtung zu fallen, wenn der
Kettenerfassungsbereich so konstruiert ist, daß er sich von dem
Kettenaufnahmebereich wegen der Kompaktheit und Leichtigkeit
der Kettenrückführeinrichtung um eine verkürzte Länge
erstreckt.
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Außerdem kann sich, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig.
7c gezeigt wird, falls sich die Rückführeinrichtung 150
außerhalb der Schleife der Kette 4 befindet, wenn die Kette 4
von dem Kettenrad G1 fällt, die Rückführeinrichtung 150 in
Berührung mit einer äußeren Stellung des unteren Trums 4a der
Kette bewegen, das sich unterhalb einer Kurbelachse 3
befindet. Wie in Fig. 7d gezeigt, hat die Rückführeinrichtung 150
eine Form, die schwierig an dem unteren Trum 4a der Kette
vorbeigleiten kann. Wenn sich die Rückführeinrichtung 150
nach der Berührung des unteren Trums 4a der Kette nach oben
bewegt, beginnt der Kettenerfassungsbereich 152 wie in Fig.
7e gezeigt, auf das untere Trum 4a der Kette zu wirken.
Folglich ist das untere Trum 4a nicht leicht von der
Rückführeinrichtung 150 trennbar und wie mit einer durchgezogenen Linie
in Fig. 7c gezeigt, wird das untere Trum 4a von der
Rückführeinrichtung 150 ergriffen, wodurch sich das Kettenrad G1
nicht länger drehen kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Mehrstufenfrontgangschaltung für ein Fahrrad mit einer
Kettenrückführeinrichtung zu schaffen, die selbst wenn sie außerhalb
der Schleife der Kette, liegt die von dem Kettenrad
heruntergefallen ist, die Kette zuverlässig auf das Kettenrad ohne
die vorstehend angegebenen Probleme zurückführen kann.
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Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Mehrstufenfrontgangschaltung für ein Fahrrad mit den Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst.
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Der Kern der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung des
Ablagebereichs, des Kettenerfassungsbereichs und des
Führungsbereichs. Dies beruht auf der Erkenntnis, daß ein oberes Trum
der Kette, das von einem Kettenrad heruntergefallen ist,
oberhalb der Kurbelachse liegt und sich im wesentlichen
waagerecht
erstreckt, während ein unteres Trum dieser Kette
unterhalb der Kurbelachse liegt und sich aufgrund der
Schwerkraft geneigt erstreckt, um rückwärts von der Kurbelachse weg
tiefer zu liegen.
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Um den Kern der Erfindung zu erklären, wird jetzt auf die
Zeichnungen Bezug genommen, die bei der Beschreibung der
nachstehenden Ausführungsform verwenden werden.
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In Fig. 4a und 5a erstreckt sich ein oberes Trum 4b der
heruntergefallenen Kette 4 im wesentlichen waagerecht, wie
vorstehend angegeben, während sich ein unteres Trum 4a in einem
großen Neigungswinkel nach unten neigt. Die Erfindung macht
Gebrauch von dieser unterschiedlichen Lage des oberen Trums
4b und des unteren Trums 4a der Kette. Wenn eine
Rückstelleinrichtung 50 eine Linie kreuzt, entlang derer sich das
untere Trum 4a erstreckt, erreicht der Kettenerfassungsbereich
52 diese Linie, nachdem sich das untere Trum 4a von dem
Ablagebereich 51 seitlich nach außen durch die Wirkung des
Führungsbereichs 53 bewegt hat, wie dies in Fig. 4b bis 49
gezeigt ist. Der Führungsbereich 53 und der
Kettenerfassungsbereich 52 sind derart geformt, daß der Kettenerfassungsbereich
52 an einer Seite des unteren Trums 4a der Kette, die einer
Seitenfläche des Kettenrads gegenüberliegt, vorbeigleitet.
Dann kreuzt die Rückführeinrichtung 50 eine Linie, entlang
welcher sich das obere Trum 4b der Kette erstreckt. Die
Gestalt des Führungsbereichs 53 und des
Kettenerfassungsbereichs 52 sind derart, daß, wie in Fig. 5b bis 5d gezeigt,
ein äußeres Ende des Kettenerfassungsbereichs 52 diese Linie
erreicht und das obere Trum 4b der Kette fängt, bevor sich
das obere Trum 4b vollständig zu einer Stellung von dem
Ablagebereich 51 seitlich nach außen durch die Einwirkung des
Führungsbereichs 53 bewegt. D.h. wenn die Rückführeinrichtung
50 die Linie des unteren Trums 4a von außerhalb der Schleife
der heruntergefallenen Kette 4 kreuzt, bewegt sich die
Rückführeinrichtung 50 entlang einer Bahn unter Bildung eines
groben Winkels mit dem unteren Truin 4a der Kette. Folglich
gestattet es der Führungsbereich 53 der Rückführeinrichtung
50 an der Seite des unteren Trums 4a der Kette, die dem
Kettenrad gegenüberliegt, vorbei und in die Schleife der Kette 4
zu gleiten, ohne das untere Trum 4a zu fangen. Wenn die
Rückführeinrichtung 50 die Linie des oberen Trums 4b von der
Innenseite der Schleife der heruntergefallenen Kette 4 kreuzt,
bildet die Bewegungsbahn der Rückführeinrichtung 50 einen
kleinen Winkel mit dem oberen Trum 4b der Kette. Folglich
fängt der Kettenerfassungsbereich 52 das obere Trum 4b der
Kette trotz der Wirkung des Führungsbereichs 53 ein. Das
obere Trum 4b der so gefangenen Kette wird auf eine Stellung
angehoben, die mit dem vorderen Kettenumwerfer, wie mit einer
gestrichelten Linie in Fig. 5a gezeigt, auf gleicher Höhe
liegt. Der Kettenumwerfer 6 wird dann betätigt, der in
Kombination mit der Drehung des Kettenrads G1 das obere Trum 4b
der Kette auf das Kettenrad G1 zurückführt.
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Wie vorstehend beschrieben gestattet, wenn die
Rückführeinrichtung außerhalb der Schleife der heruntergefallenen Kette
liegt, das geneigte Kettenrad, daß die Rückführeinrichtung an
dem unteren Trum der Kette ohne Fangen des unteren Trums
vorbeigleitet. Danach fängt die Rückführeinrichtung das obere
Trum der Kette und hebt es an. Auf jeden Fall kann die
heruntergefallene Kette leicht und einfach durch Drehen des
Kettenrads und Betätigen des vorderen Kettenumwerfers
zurückgeführt werden.
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Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform ersichtlich.
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Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Frontgangschaltung,
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Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Frontgangschaltung,
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Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer
Rückstelleinrichtung,
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Fig. 4a bis 4g sind Seitenansichten, die die Art und Weise
zeigen, in der die Rückstelleinrichtung an dem
unteren Trum einer Kette vorbeigleitet,
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Fig. 5a bis 5d sind Seitenansichten, die die Art und Weise
zeigen, in der die Rückstelleinrichtung ein oberes
Trum der Kette ergreift,
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Fig. 6 ist eine Seitenansicht, welche die die Kette
erfassende Rückstelleinrichtung zeigt,
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Fig. 7a bis 7e sind schematische Ansichten, die eine
herkömmliche Frontgangschaltung zeigen.
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Mit Bezug auf Fig. 1 und 2 umfaßt eine Frontgangschaltung für
ein Fahrrad drei vordere Zahnräder oder Kettenräder G1, G2
und G3, die unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen.
Diese Kettenräder G1, G2 und G3 werden von einem einzigen
Träger 1 koaxial und im Gleichklang drehbar abgestützt. Der
Träger 1 weist einen Kurbelarm 2 zum Drehen des Trägers 1 im
Gleichklang mit einer Kurbelachse 3 über eine Nabe 1a auf. So
sind die Kettenräder G1, G2 und G3 mit dem Träger durch
Drehen des Kurbelarms 2 drehbar.
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Das äußerste und größte Kettenrad G1 weist
Rückführeinrichtungen 50 auf, die an zwei Stellen an einer äußeren
Seitenfläche davon zur Einwirkung auf eine von dem Kettenrad G1
heruntergefallene Kette 1 befestigt sind. Diese
Rückführeinrichtungen 50 bringen die Kette 4, die von dem Kettenrad G1
heruntergefallen ist, nur durch die Drehung des Kettenrads G1
und die Betätigung eines vorderen Kettenumwerfers 6 wieder
auf das Kettenrad G1.
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Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, umfaßt jede der
Rückführeinrichtungen 50 einen Ablagebereich 51, der sich von der
Außenfläche des Kettenrads G1 von dem Kettenrad G1 axial erstreckt,
und einen Kettenerfassungsbereich 52, der sich von dem freien
Endbereich des Ablagebereichs 51 von dem Kettenrad G1 radial
nach außen erstreckt. Ein Kettenaufnahmeraum ist durch den
Ablagebereich 51, den Kettenerfassungsbereich und die
Seitenfläche des Kettenrads G1 ausgebildet. Wie aus einer Ansicht
in Richtung des Pfeils A in Fig. 2 ersichtlich ist, erstreckt
sich der Ablagebereich 51 von der Seitenfläche des Kettenrads
G1 rechtwinklig zu einer radialen Richtung davon und Ränder
des in Drehrichtung gegenüberliegenden
Kettenerfassungsbereichs 52 erstrecken sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem
Ablagebereich 51. Eine Führung 53 zur Einwirkung auf die
heruntergefallene Kette 4 ist an Stirnflächen des Ablagebereichs
51 ausgebildet. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich umfaßt die
Führung 53 eine Oberfläche, die sich parallel zu der
Seitenfläche des Kettenrads G1 erstreckt, und die geneigten
Oberflächen, die sich von entgegengesetzten Enden zu der Fläche
der Seitenfläche des Kettenrads G1 erstrecken.
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Wie aus Fig. 4a ersichtlich, bewegt sich eine der
Rückführeinrichtungen 50, die außerhalb der Schleife der von dem
Kettenrad G1 heruntergefallenen Kette 4 liegt, mit der Drehung
des Kettenrads G1 in Berührung mit dem unteren Trum 4a der
Kette unterhalb der Kurbelachse 3. Zu diesem Zeitpunkt geht
wie in Fig. 4b und 4c gezeigt eine der geneigten Flächen der
Führung 53 dem Kettenerfassungsbereich 52 voran und beginnt,
auf das untere Trum 4a der Kette zu wirken. Bei einer
weiteren Drehung des Kettenrads G1 drückt die Führung 53 das
untere Trum 4a der Kette von dem Kettenrad G1 mit Hilfe der
geneigten Fläche weg, wie in Fig. 4d und 4e gezeigt. Nachdem
sich das untere Trum 4a der Kette zu einer Stellung außerhalb
des Ablagebereichs 51 bewegt hat, erreicht der
Kettenerfassungsbereich 52 eine Linie, entlang derer sich das untere
Trum 4a erstreckt. Folglich gleitet wie in Fig. 4f und 4g
gezeigt der Kettenerfassungsbereich 52 an einer Innenseite des
unteren Trums 4a vorbei und tritt in die Schleife der Kette 4
ein. Bei einer weiteren Drehung des Kettenrads G1 erreicht,
wie in Fig. 5a gezeigt, die Rückführeinrichtung 50 innerhalb
der Schleife der Kette 4 das oberes Trum 4b der Kette 4, das
sich oberhalb der Kurbelachse 3 befindet. Es ist hier zu
beachten, daß sich das obere Trum 4b der Kette im wesentlichen
waagerecht im Unterschied zu dem unteren Trum 4a erstreckt,
das sich, wie in Fig. 4a gezeigt, geneigt erstreckt. Wenn die
geneigte Führung 53 das obere Trum 4b der Kette, wie in Fig.
5b bis 5d gezeigt, drückt, berührt ein Rand des
Kettenerfassungsbereich 52 das obere Trum 4b und fängt es und hebt es
an, bevor das obere Trum 4b von dem Ablagebereich 51 seitlich
nach außen gedrückt wird. Wenn das obere Trum 4b der Kette zu
einer Stellung angehoben wird, die auf einer Höhe mit dem
vorderen Kettenumwerfer 6 liegt, wie durch eine gestrichelte
Linie in Fig. 5a gezeigt, wird der Kettenumwerfer 6 betätigt,
um das obere Trum 4b zur Seite zu verschieben, wodurch das
obere Trum 4b das Kettenrad G1 in Draufsicht kreuzt. Als
Folge dieses Kreuzens und der Drehung des Kettenrads G1, wird
das obere Trum 4b der Kette auf das Kettenrad G1
zurückgeführt.
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Es ist möglich, daß eine der Rückführeinrichtungen 50
innerhalb der Schleife der von dem Kettenrad G1 heruntergefallenen
Kette 4, wie in Fig. 6 gezeigt, liegt. In diesem Fall wirkt
die Rückführeinrichtung 50 selbstverständlich auf das obere
Trum 4b der Kette, wenn die Rückführeinrichtung 50 eine Linie
kreuzt, entlang derer sich das obere Trum 4b erstreckt. Dann
hebt die Rückführeinrichtung 50 das obere Trum 4b an und
führt mit der Betätigung des vorderen Kettenumwerfers 6 das
obere Trum 4b auf das Kettenrad G1 zurück.
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Die vorstehende Ausführungsform kann auf verschiedene Weise
innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung abgeändert
werden. Das innerste Kettenrad G3 kann beispielsweise auch
Rückführeinrichtungen 50 an einer Innenfläche davon zur
Rückführung der Kette befestigt aufweisen, wenn die Kette vom
Fahrrad aus nach innen herunterfällt. Eine oder drei oder
mehr Rückführeinrichtungen 50 können statt zwei
Rückführeinrichtungen vorgesehen werden. Die geneigte Führung 53 kann
statt als Teil jeder Rückführeinrichtung 50 ausgebildet zu
sein an dem Kettenrad G1 getrennt von der Rückführeinrichtung
50 befestigt sein, um mit dem Kettenrad G1 und der
Rückführeinrichtung bewegbar zu sein.